化石的形成条件-生物探索课件

1、古生物学Palaeontology731古生物学的分科*古动物学paleozoology古无脊椎动物学invertebrate paleontology古脊椎动物学vertebrate paleontology古人类学paleoanthropology*古植物学paleobotany古藻类学paleoalgology孢粉学palynology*古遗迹学paleoichnology*微体古生物学micropaleontology*超微古生物学ultramicropaleontology*分子古生物学molecular paleontology732第一讲 古生物学原理.733一. 化石的形成及化

2、石类型Fossils and Preservation化石的定义 -化石的形成条件- 化石的保存类型7341. 化石的定义化石 fossil保存在岩层中地质历史时期的生物遗体和生命活动痕迹及生物成因的残留有机物分子.735化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：形状、结构、纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等736假化石pseudofossil与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、砾石、矿质结核、树枝状铁质沉积物等大化石macrofossil用常规方法在肉眼下即能研究的化石微化石microfossil肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助于一

3、定的仪器设备及通过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分超微化石nannofossil3 、化石类型 (体积大小分类)73773 8 假化石1 pseudofossil在形态上与某些化石十分相似，但与生物或生物生命活动无关只能称为假化（pseudofossil），如姜结石、龟背石、泥石、卵形砾石、波痕、放射状结晶的矿物集合体、矿质结核、树枝状铁猛质沉积物等都不是化石。下面的菊花石及松枝石均为假化石 73873 9 假化石2 pseudofossil 但亦有人为造成的假化石，最突出的例子是“辟尔当人”（Piltdown man）事件，1913年，报导英国辟尔当发现人类头骨化石，定名为曙人

4、（Eoanthropus dawsoni），对“曙人”在人类演化中系统发生的位置及其本身的可靠性曾引起激烈的讨论。直到1953年有人用氟处理该标本后证实属伪造，所谓的辟尔当人是用现代人的颅骨和精心加工的猩猩下颌骨拼合在一起的假人类头骨，是人为构成的假化石73973102. 化石的形成条件古生物(ancient life)死亡(death)埋藏(entomb)石化(petrifaction)发掘(excavate)7311化石的形成条件-生物本身的条件-生物死后的环境条件-埋藏条件-时间条件-成岩石化条件73122.1. 生物本身的条件生物硬体矿化硬体hard mineralized skele

5、ton矿化程度矿化组分比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等不太稳定的是霰石、含镁方解石有机质硬体hard organic skeleton如几丁质薄膜、角质层、木质物等7313化石的形成条件-生物本身的条件-生物死后的环境条件-埋藏条件-时间条件-成岩石化条件73142.2. 生物死后的环境条件即生物死后所处的外界环境条件物理条件如高能水动力条件下生物尸体易被破坏化学条件如水体pH值小于7.8时，CaCO3易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂生物条件如食腐生物和细菌常破坏生物尸体7315化石的形成条件生物本身的条件生物死后的环境条件埋藏条件时间条件成岩石化条件73162.3. 埋藏条件与埋藏的

6、沉积特性质有关圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等7317埋藏条件与埋藏的沉积物性质有关圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能破坏沉积物内的生物遗体7318化石的形成条件生物本身的条件生物死后的环境条件埋藏条件时间条件成岩石化条件73192.4. 时间条件埋藏前的暴露时间及时埋藏(quickly entomb)有利于形成化石埋藏后不被再挖掘出来石化作用时间经过地质历史时间的

7、成岩石化作用短暂、近期内的生物埋藏不成为化石7320化石的形成条件生物本身的条件生物死后的环境条件埋藏条件时间条件成岩石化条件73212.5. 成岩石化条件埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分石化作用petrifaction埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中经过物理化学作用的改造而成为化石的过程沉积物固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的石化作用和化石的保存7322化石的石化作用方式矿质充填作用生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬. 充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微孔、脊椎动物

8、的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间7323化石的石化作用方式矿质充填作用置换作用在石化作用过程中，原来生物体组分被溶解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结构可以保存下来 如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以再现7324化石的石化作用方式矿质充填作用置换作用碳化作用石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等732573 26 石化作用方式(2,3)2)置换作用硅化作用：硅化木 3)碳化作用碳质

9、薄膜：笔石7326化石的形成条件古生物死亡埋藏石化发掘7327化石的形成条件（小结）化石记录的不完备性The fossil record is not complete现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一部分现生生物：已记录170多万种，估计有500-1000多万种古生物：已记录13万多种，大量未知7328化石的定义及古生物学化石的定义化石的形成条件化石的保存类型化石的研究方法化石的分类与命名73293. 化石的保存类型Fossils and preservation实体化石( body fossis)模铸化石(mold and cast fossils)遗迹

10、化石(trace fossils or ichnofossils)化学化石(chemical fossils)73303.1 实体化石body fossil全部生物遗体或部分生物遗体的化石7331化石的保存类型Fossils and preservation实体化石( body fossis)模铸化石(mold and cast fossils)遗迹化石(trace fossils or ichnofossils)化学化石(chemical fossils)73323.2. 模铸化石mode and cast fossil保存在岩层中生物体的印模和铸型7333模铸化石mode and cast

11、 fossil根据化石与围岩的关系分成4类：印痕化石(impression fossil)印模化石(mold fossil)核化石(core fossil)铸型化石(cast fossil)73343.2.1. 印痕化石impression fossil生物软体在围岩上留下的印痕7335模铸化石mode and cast fossil根据化石与围岩的关系分成4类：印痕化石印模化石核化石铸型化石73363.2.2. 印模化石 mold fossils生物硬体在围岩表面上的印模包括：外模、内模、复合模7337印模化石外模external mold生物硬体外表面在围岩上的印模7338印模化石内模in

12、ternal mold生物硬体内表面在围岩上的印模7339印模化石复合模composite mold内模和外模重叠在一起的化石7340印模化石注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际情况，正好凸凹方向相反。7341模铸化石mode and cast fossil根据化石与围岩的关系分成4类：印痕化石(impression fossil)印模化石(mold fossil)核化石(core fossil)铸型化石(cast fossil)73423.2.3. 核化石core fossil生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石内核internal core

13、 外核external core73437344模铸化石mode and cast fossil：印痕化石(impression fossil)印模化石(mold fossil)核化石(core fossil)铸型化石(cast fossil)73453.2.4. 铸型化石cast fossil 原壳体被全部溶解后，沉积物在原空间再次充填形成的化石7346模铸化石铸型化石的形成过程7347模铸化石铸型化石在大小、形态和表面装饰等方面与原生物体一致，但内部构造完全不同。它是在内核（或内模）和外模形成后，壳体被全部溶解，在所溶空间中沉积物充填而成。7348化石的保存类型实体化石模铸化石遗迹化石化学化石7349遗迹化石ichnofossil保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物7350遗迹化石遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。7351化石的保存类型实体化石模铸化石遗迹化石化学化石7352化学化石分子化石 molecular fossil分解后的古生物有机组分残留在地层中形成的化石7353化学化石古生物有机质软体虽在石化作用过程中遭受破坏，未能形成化石，但分解后的有机组分，如脂肪酸、氨基酸等，仍可残留在岩层中。这些残留物质仍具有一定